Oksidacija prieš degimą
Oksidacijos mažinimo reakcijos yra pagrindinė cheminių reakcijų rūšis, su kuria dažnai susiduriame gyvenime.
Oksidacija
Iš pradžių oksidacijos reakcijos buvo nustatytos kaip reakcijos, kuriose dalyvauja deguonies dujos. Ten deguonis susijungia su kita molekule, kad susidarytų oksidas. Šioje reakcijoje deguonis redukuojasi, o kita medžiaga oksiduojasi. Todėl iš esmės oksidacijos reakcija yra deguonies pridėjimas prie kitos medžiagos. Pavyzdžiui, šioje reakcijoje vandenilis oksiduojasi, todėl deguonies atomas pridedamas prie vandenilio, sudarančio vandens.
2H2 + O2 -> 2H2O
Kitas būdas apibūdinti oksidaciją yra vandenilio praradimas. Kai kuriais atvejais sunku apibūdinti oksidaciją kaip deguonies pridėjimą. Pavyzdžiui, šioje reakcijoje deguonies buvo pridėta ir prie anglies, ir į vandenilį, bet tik anglis buvo oksiduota. Šiuo atveju oksidaciją galima apibūdinti sakant, kad tai yra vandenilio praradimas. Kadangi gaminant anglies dioksidą iš metano pasišalino vandenilis, anglis oksiduojasi.
CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H 2O
Kitas alternatyvus būdas apibūdinti oksidaciją yra elektronų praradimas. Šis metodas gali būti naudojamas paaiškinti chemines reakcijas, kai nematome oksidų susidarymo ar vandenilio praradimo. Taigi, net kai nėra deguonies, oksidaciją galime paaiškinti naudodami šį metodą. Pavyzdžiui, šioje reakcijoje magnis virto magnio jonais. Kadangi magnis prarado du elektronus, jis oksidavosi, o chloro dujos yra oksidatorius.
Mg + Cl2 -> Mg2+ + 2Cl–
Oksidacijos būsena padeda identifikuoti oksiduotus atomus. Pagal IUPAC apibrėžimą oksidacijos būsena yra „medžiagoje esančio atomo oksidacijos laipsnio matas. Tai apibrėžiama kaip atomo krūvis, kurį galima įsivaizduoti. Oksidacijos būsena yra sveikasis skaičius ir gali būti teigiama, neigiama arba nulis. Atomo oksidacijos būsena keičiasi vykstant cheminei reakcijai. Jei oksidacijos būsena didėja, vadinasi, atomas yra oksiduotas. Kaip ir aukščiau pateiktoje reakcijoje, magnio oksidacijos būsena yra nulinė, o magnio jonų oksidacijos būsena +2. Kadangi oksidacijos skaičius padidėjo, magnis oksidavosi.
Degimas
Degimas arba kaitinimas yra reakcija, kai šiluma susidaro dėl egzoterminės reakcijos. Kad reakcija vyktų, turi būti kuro ir oksidatoriaus. Degimo metu vykstančios medžiagos yra žinomos kaip kuras. Tai gali būti angliavandeniliai, pvz., benzinas, dyzelinas, metanas arba vandenilio dujos ir tt Paprastai oksidatorius yra deguonis, tačiau gali būti ir kitų oksidantų, tokių kaip fluoras. Reakcijoje kuras oksiduojasi oksidatoriumi. Todėl tai yra oksidacijos reakcija. Kai naudojamas angliavandeninis kuras, po visiško sudegimo dažniausiai susidaro anglies dioksidas ir vanduo. Tačiau jei sudegimas neįvyko iki galo, į atmosferą gali patekti anglies monoksido ir kitų dalelių, o tai gali sukelti didelę taršą.
Kuo skiriasi oksidacija ir degimas?
• Degimas yra oksidacijos reakcija.
• Degimui įprastas oksidatorius yra deguonis, tačiau, kad vyktų oksidacijos reakcija, deguonis nėra būtinas.
• Degimo metu produktai daugiausia yra vanduo ir anglies dioksidas, tačiau oksidacijos metu produktas gali skirtis priklausomai nuo pradinės medžiagos. Tačiau visada jų oksidacijos būsena bus aukštesnė nei reagentų.
• Degimo reakcijose išsiskiria šiluma ir šviesa, o iš energijos galima dirbti. Tačiau oksidacijos reakcijų atveju tai ne visada tiesa.
